一种白光led用绿色荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及LED及稀土掺杂发光领域，尤其涉及一种白光LED用绿色荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，发光二极管(LED)产业发展迅猛，白光LED作为一种新型固态照明技术在照明领域受到人们的日益重视。白光LED照明光源将逐渐取代传统的白炽灯、荧光灯等照明光源，成为21世纪新一代照明光源，在照明和显示领域有着巨大的应用前景。
[0003]目前实现白光的途径多是由蓝光LED芯片激发黄色荧光粉(YAG)，蓝、白光混合实现白光。但是，这种组合形式由于绿光和红光成分的缺失，不可避免的存在色彩还原性差，显色指数低等问题。而绿色荧光粉的制造，辅以红色荧光粉可有效调节光色参数，提升白光LED发光器件中的绿光成分，从而提高显色指数。因此开发适合紫外激发的绿光荧光粉成为新一代白光LED照明研究的重要部分，具有较广阔的市场应用前景。
[0004]绿色荧光粉种类繁多，目前以氮氧化物和硅酸盐基质荧光粉为主。氮氧化物荧光粉诸如:SrSi2O2N2: Eu2+和Si6-xAlx0yN8—y: Eu2+类绿色荧光粉由于其合成条件复杂苛刻，荧光粉发展及实际应用受到限制。Sr2S14 = Eu2+类的硅酸盐绿粉虽然合成方法简单易于产业化，但是该类荧光粉具有稳定性差、光衰大等缺点，致使其发展较为缓慢。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种发光效率高、稳定性好、合成简单、环境友好的白光LED用绿色荧光粉及其制备方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种白光LED用绿色荧光粉，该荧光粉的化学式为Ba3(i—x)B(P04)3:3xEu2+，式中，x为二价稀土离子Eu2+取代Ba2+晶体格位的摩尔掺杂量，其取值范围:0.01 5x5 0.05。
[0007]如上所述的白光LED用绿色荧光粉的制备方法，采用高温固相法，包括以下步骤:
[0008](I)以含有钡离子Ba2+的化合物、适当的含有磷的盐类、适当的含有硼的化合物、含有稀土铕离子Eu3+的化合物为原料，按分子式Ba3(i—x)B(P04)3:3xEu2+中对应元素的化学计量比进行配料，其中0.01 < X < 0.05;计算并分别称取各原料。
[0009](2)将步骤(I)称取的原料置于玛瑙研钵中充分研磨，将原料研磨、混合均匀并转移至刚玉坩祸中。
[0010](3)将步骤(2)得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO还原气氛1000°C下灼烧5个小时，得到所需要的二价铕离子Eu2+掺杂的硼磷酸盐LED荧光粉。
[0011]本发明化学合成法的技术方案中，含有钡离子Ba2+的化合物为碳酸钡;含有铕离子Eu3+的化合物为三氧化二铕;含有磷的盐类为磷酸二氢铵;含有硼的化合物为三氧化二硼等。
[0012]本发明的铕离子激活的硼磷酸盐绿色荧光粉具有以下优点:
[0013](I)具有宽带的吸收，覆盖紫外、近紫外和紫光区域，可被近紫外芯片有效激发；
[0014](2)化学性质稳定，制造方法简单，易于操作，原料价廉易得等；
[0015](3)本发明制备的荧光粉环境友好，无废水废气排放，适合连续化生产。
【附图说明】
[0016]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0017]图1是按本发明实施例1技术方案制备的荧光粉的X射线粉末衍射图谱；
[0018]图2是按本发明实施例2技术方案制备的荧光粉激发光谱图；
[0019]图3是按本发明实施例2技术方案制备的荧光粉发射光谱图(λΜ= 278ηπι);
[0020]图4是按本发明实施例2技术方案制备的荧光粉发射光谱图(λΜ= 318ηπι);
[0021]图5是按本发明实施例2技术方案制备的荧光粉发射光谱图(λΜ= 360ηπι);
[0022]图6是按本发明制备的不同Eu2+掺杂浓度材料样品(Aex=318nm)发光的色度坐标图；
【具体实施方式】
[0023]现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
[0024]实施例1:
[0025]制备Ba2.97B(P04)3:0.03Eu2+
[0026]根据化学式Ba2.97B(P04)3:0.03Eu2+中各元素的化学计量比，分别称取摩尔比为BaCO3: NH4H2PO4: Eu2O3: B2O3 = 2.97:3:1:0.03的样品。在玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀，转移至刚玉坩祸中，将得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO还原气氛中在1000°C灼烧5个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的硼磷酸盐LED荧光粉。
[0027]该荧光粉的X射线粉末衍射图谱如图1所示。
[0028]实施例2:
[0029 ]制备 Ba2.94B (P04) 3:0.06Eu2+
[0030]根据化学式Ba2.94B(P04)3:0.06Eu2+中各元素的化学计量比，分别称取摩尔比为BaCO3: NH4H2PO4: Eu2O3: B2O3 = 2.94:3:1:0.06的样品。在玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀，转移至刚玉坩祸中，将得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO还原气氛中在1000°C灼烧5个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的硼磷酸盐LED荧光粉。
[0031]该荧光粉的荧光光谱图如图2至图5所示。从图2中可以看出其激发光谱(Aem=510nm)为225-450nm宽带激发，与近紫外芯片相匹配。从图3中可以看出其发射光谱为380-700nm的宽带发射，发射光谱的最大峰值分别位于440和510nm，荧光粉的发光颜色为绿光。荧光粉Ba2.94B(P04)3:0.06Eu2+(Aex=360nm)色坐标为(0.228，0.421)。
[0032]实施例3:
[0033]制备Ba2.9iB(P04)3:0.09Eu2+
[0034]根据化学式Ba2.91B(P04)3:0.09Eu2+中各元素的化学计量比，分别称取摩尔比为BaCO3: NH4H2PO4: Eu2O3: B2O3 = 2.91:3:1:0.09的样品。在玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀，转移至刚玉坩祸中，将得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO还原气氛中在1000°C灼烧5个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的硼磷酸盐LED荧光粉。
[0035]实施例4:
[0036]制备Ba2.88B(P04)3:0.12Eu2+
[0037]根据化学式Ba2.91B(P04)3:0.09Eu2+中各元素的化学计量比，分别称取摩尔比为BaCO3:NH4H2PO4:Eu2O3:B2O3 = 2.88:3:1:0.12的样品。在玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀，转移至刚玉坩祸中，将得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO还原气氛中在1000°C灼烧5个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的硼磷酸盐LED荧光粉。
[0038]实施例5:
[0039]制备Ba2.85B(P04)3:0.15Eu2+
[0040]根据化学式Ba2.91B(P04)3:0.09Eu2+中各元素的化学计量比，分别称取摩尔比为BaCO3: NH4H2PO4: Eu2O3: B2O3 = 2.85:3:1:0.15的样品。在玛瑙研钵中充分研磨并混合均匀，转移至刚玉坩祸中，将得到的混合物置于马弗炉中，在由活性碳粉燃烧产生的CO还原气氛中在1000°C灼烧5个小时，得到所需要的二价铕离子掺杂的硼磷酸盐LED荧光粉。
【主权项】
1.一种白光LED用绿色荧光粉，其特征在于:化学式为Ba3(1—χ)Β(Ρ04)3:3ΧΕιι2+，ΚΨ，Χ*稀土离子Eu2+掺杂取代Ba2+晶体格位的摩尔掺杂量，其取值范围:0.0I ^ X ^ 0.05。2.—种如权利要求1所述的白光LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于采用高温固相法，包括以下步骤: (1)以含有钡离子Ba2+的化合物、适当的含有磷的盐类、适当的含有硼的化合物、含有稀土铕离子Eu3+的化合物为原料，按分子式Ba3(1-x)B(P04)3:3xEu2+中对应元素的化学计量比进行配料，其中0.01 < X < 0.05;计算并分别称取各原料。 (2)将步骤(I)称取的原料置于玛瑙研钵中充分研磨，将原料研磨并混合均匀后转移至刚玉坩祸中。 (3)将步骤(2)得到的混合物置于马弗炉，在CO还原气氛中1000°C下灼烧5个小时，得到所需要的Eu2+掺杂的硼磷酸盐基质LED用荧光粉。3.根据权利要求2所述的白光LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:所述的含有钡离子Ba2+的化合物为碳酸钡。4.根据权利要求2所述的白光LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:所述的含有铕离子Eu3+的化合物为氧化铕。5.根据权利要求2所述的白光LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:所述的含有磷的盐类为磷酸二氢铵。6.根据权利要求2所述的白光LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于:所述的含有硼的化合物为三氧化二硼或硼酸。
【专利摘要】本发明涉及LED及稀土掺杂发光领域，尤其涉及一种白光LED用绿色荧光粉及其制备方法。该荧光粉以硼磷酸盐为基质，其化学分子式为Ba3(1-x)B(PO4)3:3xEu2+。其中，x为稀土离子Eu2+掺杂取代Ba2+晶体格位的摩尔掺杂量。其取值范围：0.01≤x≤0.05。该荧光粉采用传统的高温固相法合成，合成方法相对简单且易于操作，重复性好，合成的荧光粉具有良好的化学及热稳定性。本发明公开的荧光粉可被300-400nm的紫外光有效激发，与近紫外LED芯片相吻合，因此，可作为一种白光LED用绿色荧光粉。
【IPC分类】C09K11/71
【公开号】CN105542769
【申请号】CN201510926906
【发明人】刘杰, 张志明, 吴占超, 王方方, 匡少平
【申请人】青岛科技大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月11日